摘要：本文主要探讨了薄板坯连铸摆动剪存在的一些关键性的问题，进而思考了薄板坯连铸摆动剪的改进的具体的措施，提出了相关的方法和对策，希望可以为今后的薄板坯连铸摆动剪的应用提供有效的参考和借鉴。
关键词：薄板坯连铸摆动剪；问题；改进
前言
在应用薄板坯连铸摆动剪的过程中，还存在不少问题，所以，为了进一步提高薄板坯连铸摆动剪的应用的效果，一定要明确其应用的方法，以及相关的问题，从而对其进行改进。
1、剪切机概述
近年来随着我国在航空、高铁、建筑、冶金、化工、船舶、汽车、电力等行业的产值不断增加，中厚钢板的需求量也逐年提高，客户对中厚钢板板材的剪切形状、质量和材料性能也随之提高。剪切设备称为剪切机，剪切机的工作原理是两个剪刀作上下往复直线运动，两剪切刃发生相对交错运动，棒料或板材受到剪切力，当材料所受到的剪切力大于材料的许用剪切力，材料将发生塑形变形，最终断裂分离棒料或板材。剪切机作为专用机械和成套设备的辅助设备，对板材进行定尺、切头、切尾、切边等操作。
剪切机类型很多，有平刃剪切机、斜刃剪切机、多用途剪切机和专用剪切机。平刃剪切机剪切质量较好、扭曲变形小，多用于小型剪板机；滚切剪其剪切质量较平刃剪切机差，有扭曲变形，但力、能消耗较小，用于大中型钢板的剪切；斜刃剪切机又分为匣式剪切机和摆式剪切机，相比传统的剪切机，是一种先进的中厚钢板剪切机，其在板材剪切质量和剪切效率方面存在诸多优点，使用较普遍[2]；多用途剪切机指在同一台机器上可以完成两种工艺；专用剪切机可分为液压、气动剪切机及脚踏式剪切机，液压剪切机用于剪切较厚钢板，气动剪切机用于剪切线上，响应速度快，脚踏式剪板机用于剪切薄板、窄板。按照结构形式剪切机可分为圆盘剪切机、门式剪切机、鳄鱼式剪切机等。
2、薄板坯连铸摆动剪特点及问题分析
2.1摆动剪装置简介
摆动剪是连铸机的重要组成部分，主要完成铸坯的定尺剪切和碎断剪切，直接关系到生产的稳定和板坯的质量。该摆动剪是世界上先进的启停式摆动剪，摆动剪主要由摆动剪框架、摆动剪摆臂、两台驱动摆动剪上剪刃的 500 kW/400V 主电机、主电机减速机、连接减速机与安全缸的偏心曲轴、连接上剪刃和偏心轴的安全缸、驱动摆臂的摆动缸、用来消除剪切时应力的平衡缸（安装在摆动剪摆臂左右两侧）、及摆动剪区域管道（包括摆动剪入口辊摆动剪入口加送辊、摆动剪中间辊摆动剪出口加送辊、倾斜辊）组成（如图 1 所示）。摆动剪剪切是依据二级剪切模型生成的剪切计划，按照预先设定的剪切长度进行剪切。剪切时 PLC 通过伺服阀与摆动缸的位置反馈形成闭环控制，使摆动缸驱动摆臂实现摆动速度与板坯速度匹配；同时通过控制摆动剪主电机使偏心曲轴按照 PLC 控制程序转动完成上下剪刃重合，实现对板坯的剪切。
2.2主要特点
起停式摆动剪是由电动机通过减速机带动曲轴转动，使上下剪刃运动，从而实现剪切的过程。上剪刃安装在上刀台上并通过2个安全缸与曲轴连接。安全缸行程为160mm，当剪切时，安全缸首先冲压至160MPa，同时安全缸伸长160mm，使上剪刃到达剪切准备位，剪切过程中，安全缸视为一个刚性连接杆，带动上剪刃下行，完成剪切后，安全缸卸压并收缩160mm，使上剪刃远离铸坯的热辐射，延长上剪刃寿命。安全缸的另一个主要作用是当操作不当或剪冷坯时．剪切力过大，超过设定的安全能力，安装在安全缸上的溢流阀打开，安全缸卸荷，使剪切力降为零，从而保护整个剪机不受损坏。
为缓解偏载，减少安全缸的损坏，在结构设计上，安全缸与上刀台采用了球面活性连接，同时在上刀台两侧设计了2个平衡缸，以保持上刀台与安全缸的贴合，避免上刀台脱落。
剪切时，为实现剪切机与铸坯的同步，采用了摆动框架方式，并用两侧各设一个液压缸来实现同步摆动，摆动速度随拉速而变化。
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2.3问题分析
摆动剪在使用中，出现了多种故障，并多次造成停浇、溢钢或冻坯，对设备也造成一定的损坏，同时打乱了生产计划。
2.2.1顶剪
顶剪是在铸坯剪切中或刚刚剪断时，剪机停止摆动或剪刃未能及时提起，造成铸坯无法前行，而此时拉矫机还在运行，从而造成铸坯在剪前弯曲堆起，使连铸机被迫停止浇钢。由于造成顶剪的因素较多，这里仅分析两种主要情况。
（1）在浇钢过程中出现粘结现象，启动了粘结循环，剪机启动碎断程序，由于剪机的同步摆动速度是根据剪机启动碎断程序前扫描到的拉速而计算出来，而在实际碎断到后期时，铸坯拉速己提高了许多，因此剪机摆动速度远远低于此时的铸坯拉逑．造成两者不同步，从而造成顶剪事故。
（2）在剪机剪切铸坯过程中，安装在安全缸上的压力传感器发出过载的误信号，使安全缸卸荷，失去剪切力，同时误导摆动框架停止运动，从而造成顶剪。
2.3.2铸坯剪不断
铸坯剪不断是由于剪切过程突然停止，在铸坯上留下明显剪痕，但铸坯未断开。此情况下，由于铸坯产生了错位，进入加热炉后行进困难，容易造成炉辊损坏。对这种铸坯必须剔出加热炉后人工切开，再人炉加热后轧制。铸坯剪不断的情况主要有两种。
（1）在剪切过程中安全缸上压力传感器发出过载误信号，导致溢流阀打开，使安全缸卸荷，剪切力降为零，致使剪切过程终止。
（2）由于2个安全缸中的一个安全缸上溢流阀故障，在较低压力情况下就打开，使安全缸卸荷，只剩另一个安全缸独自进行剪切，导致偏载，使此安全缸产生过载卸荷，致使剪切过程终止。
2.3.3平衡缸地脚螺栓拉断
平衡缸地脚螺栓被拉断主要是在剪切时，上剪刃下降太快，而平衡缸下腔中的液压油无法在瞬间排除，导致平衡缸下腔及管线内产生高压，当铸坯剪断，上剪刃上升时，平衡缸下腔又急需充压，以保证上剪刃的迅速抬起，因此，使得平衡缸与上刀台的连接螺栓受冲击过载被拉断。
3、薄板坯连铸摆动剪问题的改进方案
此剪机在思路上比较巧妙，但实现起来较为困难，采用了多个液压缸和传感器，故障点增多。为此，在实践中，笔者认为应加强传感器及控制阀的隔热和防水措施，改善其工作环境，提高传感器及控制阀的可靠性及稳定性；同时对部分传感器采用减少传感器参与控制的功能，将传感器信号分类用于不同等级的报警，由操作人员判断后作出处璎，另外，不断完善控制程序，实现可靠的控制功能。实现这3项措施后，可消除顶剪和铸坯剪不断故障。
针对平衡缸地脚螺栓拉断现象，准备加大蓄能器容量，缩短中间管线的长度，降低平衡缸压力，减少冲击力。
4、结束语
综上所述，在薄板坯连铸摆动剪的问题的解决过程中，一定要明确具体的问题，并且找到更好的解决和改进的方法，本文总结了薄板坯连铸摆动剪的关键问题，提出了改进措施，可供今后工作参考。
参考文献：
[1]李彬彬，傅波，刘德江，等.基于ANSYSWorkbench的8MN液压剪主机体的设计和分析[J].机械工程师，2016（10）：38-40.
[2]岳国华.提高ORACLE8i数据库响应速度的若干技术对策[J].计算机应用与软件，2010，21（05）：110-112.
[3]罗戈夕，张祖平.薄板坯连铸连轧生产管理系统的设计及实现[J].中国科技信息，2010，14（08）：28-29.
[4]李铁克，车琳等.CSP生产线制造执行系统的功能结构[J].冶金自动化，2009，27（05）：18-21.
论文作者:于宏武
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：薄板论文; 剪切机论文; 连铸论文; 拉断论文; 过程中论文; 曲轴论文; 钢板论文; 《基层建设》2018年第25期论文;